CN111970048A - 一种多功能的光监控信道模块及其运行方法 - Google Patents

一种多功能的光监控信道模块及其运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多功能的光监控信道模块及其运行方法，由数字光收发模块、脉冲光收发模块、OTDR解调模块、光纤耦合器、光纤环行器和管理信号处理模块组成。本发明克服了常规光监控信道模块功能单一、缺乏光缆维护信息的问题，以及OTDR离线光缆维护需要人工操作、响应实时性差的问题，可以随时通过网管网络实现光缆维护检测。同时，光监控通道和OTDR通过时分复用共同占用一个光纤信道，节省了光纤信道资源。

Description

一种多功能的光监控信道模块及其运行方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种多功能的光监控信道模块及其运行方法。
背景技术
光监控信道(OSC，Optical supervisory channel)模块是指主要用于监控光纤通信系统内各信道的传输情况以及各传输节点工作情况的具有光发送和光接收功能的模块。在光通信的发送端，光监控信道通过插入本节点产生的波长(一般为1510nm)的光监控信号，与主信道的光信号合波输出；在光通信的接收端，光监控信道从接收到的光信号中分离出光监控信号。另外，帧同步字节、公务字节和网管所用的开销字节等都能通过光监控信道传输。由于光监控信号是利用EDFA工作波段以外的波长，因此光监控信号不能通过EDFA，只能在EDFA的后面波分复用插入，在EDFA的前面解波分复用取出。光时域反射仪(OpticalTime Domain Reflectometer，OTDR)利用激光脉冲信号在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成。在光通信中，光时域反射仪被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。但是，由于OTDR仅在光纤维护和故障时插入使用，因此在突发情况下缺乏实时响应能力，无法与OSC进行联动，从而使得现有的OSC无法具备光纤实时故障定位功能。
发明内容
本发明所要解决的是现有OSC不具备光纤实时故障定位的问题，提供一种多功能的光监控信道模块及其运行方法。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种多功能的光监控信道模块，由数字光收发模块、脉冲光收发模块、OTDR解调模块、光纤耦合器、光纤环行器和管理信号处理模块组成。管理信号处理模块与数字光收发模块和OTDR解调模块相连；OTDR解调模块与脉冲光收发模块相连。数字光收发模块的接收端与传输光纤上的前级波分复用器的透射端连接，数字光收发模块的发射端与光纤耦合器的一个分路端连接。脉冲光收发模块的接收端端与光纤环行器的第三端口连接，脉冲光收发模块的输发射端与光纤耦合器的另一个分路端连接。光纤耦合器的合路端与光纤环行器的第一端口连接，光纤环行器的第二端口与传输光纤上的后级波分复用器的透射端连接。
上述模块中，光纤耦合器为1×2光纤耦合器。
上述模块中，传输光纤上的前级波分复用器和后级波分复用器均为透射波长为1510nm的波分复用器。
上述多功能的光监控信道模块的运行方法，其具体包括步骤如下：
管理信号处理模块控制数字光收发模块和脉冲光收发模块以预定的周期、分别占用不同时间段交替工作；
①当脉冲光收发模块工作时，数字光收发模块不工作，此时：
脉冲光收发模块将探测光脉冲发送至光纤耦合器，光纤耦合器将探测光脉冲经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器；光环形器接收传输光纤上的后级波分复用返回的后向瑞利散射信号，并将该后向瑞利散射信号经由脉冲光收发模块光电转换后送至OTDR解调模块，OTDR解调模块从后向瑞利散射信号中解调出传输光纤中的衰减情况和/或故障定位信息，并送至管理信号处理模块；
②当数字光收发模块工作时，脉冲光收发模块不工作，此时：
若光监控信道模块位于发射端或中继端，数字光收发模块接收传输光纤上的前级波分复用器的OSC信道光信号，并将OSC信道光信号转换成OSC信道电信号后发送至管理信号处理模块；管理信号处理模块先利用OSC信道电信号得到本地设备相关的管理信息，执行网管监控，再将本地监控电信号与下载的非本地OSC信道电信号一起打包生成新的OSC信道电信号，后将新的OSC信道电信号发送至数字光收发模块转换成OSC信道光信号后发送至光纤耦合器中；光纤耦合器将OSC信道光信号经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器；
若光监控信道模块位于接收端，数字光收发模块接收传输光纤上的前级波分复用器的OSC信道光信号，并将OSC信道光信号转换成OSC信道电信号后发送至管理信号处理模块；管理信号处理模块先利用OSC信道电信号得到本地设备相关的管理信息，执行网管监控，再将本地监控电信号与下载的非本地OSC信道电信号一起打包生成新的OSC信道电信号，并发送至网管终端。
上述步骤中，本地监控电信号包括EDFA和/或WSS的工作状态、以及OTDR解调模块的送来的衰减情况和/或故障定位信息。
与现有技术相比，本发明克服了常规光监控信道模块功能单一、缺乏光缆维护信息的问题，以及OTDR离线光缆维护需要人工操作、响应实时性差的问题，可以随时通过网管网络实现光缆维护检测。同时，光监控通道和OTDR共同占用一个光纤信道，节省了光纤信道资源。
附图说明
图1为一种多功能的光监控信道模块的原理框图。
图2为另一种多功能的光监控信道模块的原理框图。
图3为图2的多功能的光监控信道模块的应用场景示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，实例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向仅是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。实施例1：
参见图1，一种应用于单纤单向传输光纤中的多功能的光监控信道模块，由数字光收发模块、脉冲光收发模块、OTDR解调模块、光纤耦合器、光纤环行器和管理信号处理模块组成。管理信号处理模块与数字光收发模块和OTDR解调模块相连。OTDR解调模块与脉冲光收发模块相连。数字光收发模块的接收端与传输光纤上的前级波分复用器的透射端连接，数字光收发模块的发射端与光纤耦合器的一个分路端连接。脉冲光收发模块的接收端与光纤环行器的第三端口连接，脉冲光收发模块的发射端与光纤耦合器的另一个分路端连接。光纤耦合器的合路端与光纤环行器的第一端口连接，光纤环行器的第二端口与传输光纤上的后级波分复用器的透射端连接。在本实施例中，光纤耦合器为1×2光纤耦合器。传输光纤上的前级波分复用器和后级波分复用器均为透射波长为1510nm的波分复用器。传输光纤上的1510nm OSC信号通过前级波分复用器、后级波分复用器和数字光收发模块以光-电-光传输的形式绕过EDFA(掺铒光纤放大器)或WSS(波长选择开关)，前级波分复用器与数字光收发模块连接的端口为1510端口，后级波分复用器与光纤环行器连接的端口为1510端口。
上述多功能的光监控信道模块的运行方法，其工作过程如下：
(1)管理信号处理模块控制数字光收发模块和脉冲光收发模块以预定的周期、分别占用不同时间段交替工作。例如交替工作的周期为1s，数字光收发模块和脉冲光收发模块分别占用0.5s的时间段。
①当脉冲光收发模块工作时，数字光收发模块不工作，此时：
脉冲光收发模块将探测光脉冲发送至光纤耦合器，光纤耦合器将探测光脉冲经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器。光环形器接收传输光纤上的后级波分复用返回的后向瑞利散射信号，并将该后向瑞利散射信号发送至脉冲光收发模块进行光电转换后送至OTDR解调模块，OTDR解调模块从后向瑞利散射信号中解调出传输光纤中的衰减情况和/或故障定位信息，并送至管理信号处理模块。
②当数字光收发模块工作时，脉冲光收发模块不工作，此时：
若光监控信道模块位于发射端或中继端，数字光收发模块接收传输光纤上的前级波分复用器的OSC信道光信号，并将OSC信道光信号转换成OSC信道电信号后送至管理信号处理模块。管理信号处理模块先下载OSC信道电信号得到本地设备相关的管理信息，执行网管监控，再将本地监控电信号(比如EDFA和/或WSS的工作状态、以及OTDR解调模块的送来的衰减情况和/或故障定位信息)与下载的非本地OSC信道电信号一起打包形成新的OSC信道电信号上传至数字光收发模块，并经由数字光收发模块转换为新的OSC信道光信号发送至光纤耦合器中。光纤耦合器将数字发射光信号经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器。
若光监控信道模块位于接收端，数字光收发模块接收传输光纤上的前级波分复用器的OSC信道光信号，并将OSC信道光信号转换成OSC信道电信号后送至管理信号处理模块。管理信号处理模块先下载OSC信道电信号，再将本地监控电信号(比如EDFA和/或WSS的工作状态、以及OTDR解调模块的送来的衰减情况和/或故障定位信息)与下载的非本地OSC信道电信号一起打包形成新的OSC信道电信号，发送至网管终端。
(2)管理信号处理模块将下载的OSC信道的网管信号与本地EDFA和/或WSS等功能模块的管理信号、以及OTDR解调模块送来的衰减情况和/或故障定位信息重新打包为新的OSC信道网管信号，输出至数字光收发模块将新的OSC信道网管信号转换为OSC光信号送至光纤耦合器，光纤耦合器将OSC光信号经由光纤环行器送至传输光纤上的后级波分复用器。
实施例2：
参见图2，一种应用于双纤双向传输光纤中的多功能的光监控信道模块，由2个数字光收发模块、2个脉冲光收发模块、2个OTDR解调模块、2个光纤耦合器、2个光纤环行器和管理信号处理模块组成。
在双纤双向传输光纤的上行传输光纤中：管理信号处理模块与上行数字光收发模块和上行OTDR解调模块相连。上行OTDR解调模块与上行脉冲光收发模块相连。上行数字光收发模块的输入端与上行传输光纤上的前级波分复用器的透射端连接，上行数字光收发模块的输出端与上行光纤耦合器的一个分路端连接。上行脉冲光收发模块的接收端与上行光纤环行器的第三端口连接，上行脉冲光收发模块的发射端与上行光纤耦合器的另一个分路端连接。上行光纤耦合器的合路端与上行光纤环行器的另第一端口连接，上行光纤环行器的第二端口与上行传输光纤上的后级波分复用器的透射端连接。
在双纤双向传输光纤的下行传输光纤中：管理信号处理模块与下行数字光收发模块和下行OTDR解调模块相连。下行OTDR解调模块与下行脉冲光收发模块相连。下行数字光收发模块的输入端与下行传输光纤上的前级波分复用器的透射端连接，下行数字光收发模块的输出端与下行光纤耦合器的一个分路端连接。下行脉冲光收发模块的接收端与下行光纤环行器的第三端口连接，下行脉冲光收发模块的发射端与下行光纤耦合器的另一个分路端连接。下行光纤耦合器的合路端与下行光纤环行器的第一端口连接，下行光纤环行器的第二端口与下行传输光纤上的后级波分复用器的透射端连接。
在本实施例中，2个光纤耦合器为1×2光纤耦合器。传输光纤上的前级波分复用器和后级波分复用器均为透射波长为1510nm的波分复用器。上行和下行传输光纤上的1510nm的OSC信号通过前级波分复用器、后级波分复用器和数字光收发模块以光-电-光传输的形式绕过为EDFA或WSS，上行和下行前级波分复用器与数字光收发模块连接的端口为1510端口，上行和下行后级波分复用器与光纤环行器连接的端口为1510端口。
图3为多功能的光监控信道模块在一条完整的传输光纤上的应用场景示意图，其至少包括2个应用于双纤双向传输光纤中的多功能的光监控信道模块，其中一个设置在输入端，另一个设置在接收端。
上述多功能的光监控信道模块的运行方法，其工作过程如下：
(1)对于在双纤双向传输光纤的上行传输光纤中：
(1.1)管理信号处理模块控制数字光收发模块和脉冲光收发模块以预定的周期、分别占用不同时间段交替工作。例如交替工作的周期为1s，数字光收发模块和脉冲光收发模块分别占用0.5s的时间段。
①当脉冲光收发模块工作时，数字光收发模块不工作，此时：
脉冲光收发模块将探测光脉冲发送至光纤耦合器，光纤耦合器将探测光脉冲经由光环形器发送至传输光纤上的后级波分复用器。光环形器接收传输光纤上的后级波分复用返回的后向瑞利散射信号，并将该后向瑞利散射信号发送至脉冲光收发模块进行光电转换后传输至OTDR解调模块，OTDR解调模块从后向瑞利散射信号中解调出传输光纤中的衰减情况和/或故障定位信息，并送至管理信号处理模块。
②当数字光收发模块工作时，脉冲光收发模块不工作，此时：
数字光收发模块接收传输光纤上的前级波分复用器的OSC信道光信号，并将OSC信道光信号转换成OSC信道电信号后送至管理信号处理模块。管理信号处理模块先利用OSC信道电信号得到本地设备相关的管理信息，执行网管监控，再将本地监控电信号与非本地OSC信道电信号打包生成新的OSC信道电信号送至数字光收发模块，数字光收发模块将新的OSC信道电信号转换成新的OSC信道光信号后送至光纤耦合器中。光纤耦合器将新的OSC信道光信号经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器。
(1.2)管理信号处理模块将所得到的信道信道的传输情况和/或传输节点工作情况与OTDR解调模块送来的衰减情况和/或故障定位信息重新打包为测量电信号，接收数字光收发模块将测量电信号转换为测量光信号送至光纤耦合器，光纤耦合器将测量光信号经由光纤环行器送至传输光纤上的后级波分复用器。
(2)在双纤双向传输光纤的下行传输光纤中：
管理信号处理模块控制数字光收发模块和脉冲光收发模块以预定的周期、分别占用不同时间段交替工作。例如交替工作的周期为1s，数字光收发模块和脉冲光收发模块分别占用0.5s的时间段。
①当脉冲光收发模块工作时，数字光收发模块不工作，此时：
脉冲光收发模块将探测光脉冲发送至光纤耦合器，光纤耦合器将探测光脉冲经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器。光环形器接收传输光纤上的后级波分复用返回的后向瑞利散射信号，并将该后向瑞利散射信号经由脉冲光收发模块进行光电转换后传输至OTDR解调模块，OTDR解调模块从后向瑞利散射信号中解调出传输光纤中的衰减情况和/或故障定位信息，并送至管理信号处理模块。
②当数字光收发模块工作时，脉冲光收发模块不工作，此时：
数字光收发模块接收传输光纤上的前级波分复用器的OSC信道光信号，并将OSC信道光信号转换成OSC信道电信号后送至管理信号处理模块。管理信号处理模块先利用OSC信道电信号得到本地设备相关的管理信息，执行网管监控，再将本地监控电信号与非本地OSC信道电信号打包生成新的OSC信道电信号送至数字光收发模块，数字光收发模块将新的OSC信道电信号转换成新的OSC信道光信号后送至光纤耦合器中。光纤耦合器将新的OSC信道光信号经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器。
需要说明的是，尽管以上本发明所述的实施例是说明性的，但这并非是对本发明的限制，因此本发明并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本发明原理的情况下，凡是本领域技术人员在本发明的启示下获得的其它实施方式，均视为在本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种多功能的光监控信道模块，其特征是：由数字光收发模块、脉冲光收发模块、OTDR解调模块、光纤耦合器、光纤环行器和管理信号处理模块组成；
管理信号处理模块与数字光收发模块和OTDR解调模块相连；OTDR解调模块与脉冲光收发模块相连；
数字光收发模块的接收端与传输光纤上的前级波分复用器的透射端连接，数字光收发模块的发射端与光纤耦合器的一个分路端连接；
脉冲光收发模块的接收端端与光纤环行器的第三端口连接，脉冲光收发模块的输发射端与光纤耦合器的另一个分路端连接；
光纤耦合器的合路端与光纤环行器的第一端口连接，光纤环行器的第二端口与传输光纤上的后级波分复用器的透射端连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能的光监控信道模块，其特征是：光纤耦合器为1×2光纤耦合器。
3.根据权利要求1所述的一种多功能的光监控信道模块，其特征是：传输光纤上的前级波分复用器和后级波分复用器均为透射波长为1510nm的波分复用器。
4.权利要求1所述多功能的光监控信道模块的运行方法，其特征是：包括步骤如下：
管理信号处理模块控制数字光收发模块和脉冲光收发模块以预定的周期、分别占用不同时间段交替工作；
①当脉冲光收发模块工作时，数字光收发模块不工作，此时：
脉冲光收发模块将探测光脉冲发送至光纤耦合器，光纤耦合器将探测光脉冲经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器；光环形器接收传输光纤上的后级波分复用返回的后向瑞利散射信号，并将该后向瑞利散射信号经由脉冲光收发模块光电转换后送至OTDR解调模块，OTDR解调模块从后向瑞利散射信号中解调出传输光纤中的衰减情况和/或故障定位信息，并送至管理信号处理模块；
②当数字光收发模块工作时，脉冲光收发模块不工作，此时：
若光监控信道模块位于发射端或中继端，数字光收发模块接收传输光纤上的前级波分复用器的OSC信道光信号，并将OSC信道光信号转换成OSC信道电信号后发送至管理信号处理模块；管理信号处理模块先利用OSC信道电信号得到本地设备相关的管理信息，执行网管监控，再将本地监控电信号与下载的非本地OSC信道电信号一起打包生成新的OSC信道电信号，后将新的OSC信道电信号发送至数字光收发模块转换成OSC信道光信号后发送至光纤耦合器中；光纤耦合器将OSC信道光信号经由光环形器送至传输光纤上的后级波分复用器；
若光监控信道模块位于接收端，数字光收发模块接收传输光纤上的前级波分复用器的OSC信道光信号，并将OSC信道光信号转换成OSC信道电信号后发送至管理信号处理模块；管理信号处理模块先利用OSC信道电信号得到本地设备相关的管理信息，执行网管监控，再将本地监控电信号与下载的非本地OSC信道电信号一起打包生成新的OSC信道电信号，并发送至网管终端。
5.权利要求1所述多功能的光监控信道模块的运行方法，其特征是：还进一步包括：本地监控电信号包括EDFA和/或WSS的工作状态、以及OTDR解调模块的送来的衰减情况和/或故障定位信息。
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